|
|
Kinetika krystalizace silikátových tavenin
Vrbenský, Adam ; Špillar, Václav (vedoucí práce) ; Trubač, Jakub (oponent)
Na tvorbě většiny minerálů a hornin se podílí proces zvaný krystalizace. Ta se skládá ze dvou dílčích procesů: nukleace a růst krystalu a řídí se kinetickými faktory, které doposud nejsou zcela vyjasněny. Poznání krystalizačních mechanismů je důležité, jelikož hraje významnou roli v globálních geologických procesech. Se studiem kinetických faktorů se začalo v 70. letech 20. století a v určité míře se pokračuje dodnes. Hlavním cílem této práce bylo vytvořit přehled dosud dostupných studií zaměřujících se na rychlost růstu krystalu ze silikátové taveniny. Z těchto studií následně vyextrahovat kinetická data, která by v budoucnu byla vhodná pro vytvoření obecného modelu rychlosti růstu krystalu z taveniny. Jako reprezentativní data byla vybrána data z experimentů, které probíhaly za konstantního podchlazení a rychlost růstu byla po celou dobu experimentu konstantní (neprojevovaly se vlivy difúze a frakcionace). Relativně velké množství těchto dat je dostupných pouze pro plagioklas, který dosahuje rychlosti růstu v rozpětí 10-6 -10-1 mm/s. Maximální rychlosti dosahuje za podchlazení od 100-200 řC, a to v řádu 10-3 -10-1 mm/s, v závislosti na systému.
|
|
|
Mechanismy texturního vývoje v mafických kumulátech
Linzerová, Dominika ; Špillar, Václav (vedoucí práce) ; Dolejš, David (oponent)
/ Czech abstract Magmatické kumuláty představují rozmanitou skupinu hornin převážně mafického až ultramafického složení, známou pro své unikátní texturní charakteristiky, ekonomický potenciál a komplexní, leč ne zcela objasněný původ. Základní princip jejich vzniku je založen na frakční krystalizaci mateřské intruze, které je dosaženo díky vzájemnému pohybu krystalů a taveniny v jejich okolí. Mnohé z fundamentálních procesů stojícími za jejich vznikem však zůstávají z větší části neznámé, což je částečně zapříčiněno velkou diverzitou této skupiny a nespolehlivých charakterem jejího texturního záznamu. Tato práce poskytuje teoretický příspěvek k vylepšení terminologie kumulátových hornin, založený na relativní roli jednotlivých krystalizačních procesů v kumulátovém prostředí. Za účelem studia vybraného systému v reálném čase jsme provedli dvě série vysokoteplotních experimentů, zaměřené na výzkum texturního vývoje rozhraní mezi kumulátem a taveninou. Startovací materiál představoval nízkokrystalinitní suspenzi, získanou smícháním skla haplobazaltového složení s 10 hm. % syntetických krystalů forsteritu. Tento poměr byl zvolen pro usnadnění sedimentace krystalů, která probíhala v iniciální fázi všech experimentů. Vzorky byly následně podrobeny dvěma různým stupňům podchlazení, -40 a -70 řC, za účelem...
|
|
|
Lokální nehomogenity v granitoidních horninách: Mechanismy vzniku a implikace pro vnitřní procesy v magmatických krbech
Marek, Michal ; Špillar, Václav (vedoucí práce) ; Žák, Jiří (oponent)
Granitoidní horniny jsou plné nehomogenit. Tyto nehomogenity poskytují svědectví o procesech odehrávajících se uvnitř magmatických krbů. Jejich studium tak může přinést cenné informace o procesech vmístění a pohybech magmat, interakcích magmat o různých složeních a obecně o vnitřní stavbě magmatického krbu. Tato práce je zaměřena na studium nehomogenity typu šlírových kanálů. Ručním skenerem byly naskenovány čtyři vzorky tohoto typu nehomogenity v libereckém granitu (krkonošsko-jizerský plutonický komplex, Český masiv). Dále byly naskenovány tři vzorky homogenního libereckého granitu pro porovnání. Pro účely práce byla vyvinuta automatická metoda na určení modálního složení naskenovaných vzorků. Tato metoda využívá k oddělení jednotlivých minerálů postupů obrazové analýzy. Na základě získaných výsledků byla studovaná struktura identifikována jako část šlírového kanálu. Studovaná struktura se skládá z úzké, 2-3 cm vrstvičky (šlíry) reprezentované akumulací mafických minerálů, a přibližně 12 cm vrstvy o tyto minerály ochuzené (přechodné zóny). V okolí této struktury se nachází zdánlivě homogenní granit. Při vzniku tohoto typu se významně uplatňuje shear sorting. Ačkoli u odebraných vzorků nebyl znám směr působení gravitace, na základě přítomnosti deformace šlíry a postupného nárůstu obsahu draselného...
|
|
|
Variský se subdukcí spjatý plutonismus Francouzského centrálního masivu
Usmanova, Diana ; Janoušek, Vojtěch (vedoucí práce) ; Špillar, Václav (oponent)
Francouzský centrální masiv (FCM) je součástí moldanubické zóny, jež je interní částí Variského orogénu. Masiv byl vytvořen v průběhu šesti tektono-metamorfních událostí a má příkrovovou stavbu. Do příkrovových jednotek v průběhu karbonu intrudovaly granitoidy různého typu: muskovitické peraluminické granitoidy (MPG), cordieritické peraluminické (CPG), K-bohaté vápenato-alkalické (KCG) a amfibolické vápenato-alkalické granitoidy (ACG). Vznik granitoidních plutonů FCM byl vázán převážně na kontinentální kolizi; jen plutonity ACG jsou starší, typické pro magmatické oblouky. Výskyt těchto vápenato-alkalických amfibolických kvarcdioritů až tonalitů je běžný v západní části FCM, v oblasti Limousinu, kde tvoří cca. 250 km dlouhý pás známý jako "Limousinský tonalitový pás". Jeho lineární tvar a charakteristické geochemické složení naznačuje vznik spojený se subdukcí. Nově získaná geochemická data z oblasti Limousinu ukazují na intermediální složení (52-57 hm% SiO2), metaaluminický, subalkalický charakter a zařazují vzorky do vápenato-alkalické série. Dále bylo pozorováno obohacení o litofilní prvky (LILE), ochuzení o prvky s vysokým nábojem (HFSE), negativní europiová anomálie (Eu/Eu* = 0,63-0,92) a poměrně nízké iniciální poměry izotopů stroncia (87 Sr/86 Sri = 0,7043-0,7053) spolu s převážně pozitivními...
|
|
|
Numerical model for the origin of magmatic textures and its application to the Fichtelgebirge/Smrčiny granite batholith
Špillar, Václav ; Dolejš, David (vedoucí práce) ; Ježek, Josef (oponent) ; Žák, Jiří (oponent)
Shrnutí Magmatické procesy představují hlavní činitele podílející se na diferenciaci zemské kůry. Navzdory velkému množství geochemických dat a vysokému stupni porozumění geochemii magmatických hornin, zůstává fyzikální podstata vzniku, diferenciace a krystalizace magmatu do značné míry neobjasněna. Široká variabilita textur magmatických hornin nicméně poskytuje citlivý záznam fyzikálně chemických procesů a vývoje intenzivních proměnných během krystalizace. V této práci se zabývám vývojem kvantitativních metod pro přímé modelování magmatických textur a jejich interpretaci na základě hlavních činitelů - rychlosti růstu a nukleace. Současně jsou výsledky využity pro interpretaci krystalizační historie smrčinského granitového batolitu. Je vyvinut a implementován nový třírozměrný numerický model pro simulaci krystalizace pevné fáze z jednosložkové taveniny, která probíhá mechanizmy homogenní a heterogenní nukleace a růstu zrn. Simulované textury jsou následně charakterizovány pomocí distribuce velikostí zrn, prostorových distribučních funkcí a kontaktních vztahů. Nový model umožňuje provádět simulace velké oblasti taveniny ve vysokém rozlišení, což poskytuje vysokou míru statistické reprodukovatelnosti vypočtených dat. Naše simulace prováděné pro různé funkční závislosti rychlosti nukleace a růstu na čase...
|
|
|
Texturní záznam vyrostlic draselného živce a dalších minerálů v porfyrových žilách
Spurná, Eliška ; Špillar, Václav (vedoucí práce) ; Verner, Kryštof (oponent)
Žilné horniny umožňují studovat jednotlivé vývojové stupně magmatu a následně napomáhat in- terpretaci procesů v komplexnějších magmatických systémech. Tato práce se věnuje kvantitativnímu studiu texturního záznamu dvou žilných systémů granitového porfyru v Českém Masivu, s doplňujícím mikroskopickým a mikroanalytickým studiem vyrostlic a jejich kompoziční zonálnosti. Využívá přitom datovou analýzu distribuce velikostí zrn (CSD), shlukovacího indexu a krystalinity. V obou studo- vaných porfyrových systémech se nachází vyrostlice draselného živce s výraznou zonalitou poukazující na komplikovanou historii jejich růstu v mateřském magmatickém krbu. Texturní záznamy v obou žilných systémech poukazují na žilnou krystalizaci v téměř in-situ režimu s mírným trendem k tvorbě kumulátu. 1
|
|
|
Processes of cumulate formation in mafic intrusions
Linzerová, Dominika ; Špillar, Václav (vedoucí práce) ; Žák, Jiří (oponent)
/ Czech abstract Magmatické kumuláty a intruze které spoluutváří jsou mezi geology známé především jako ekonomicky významný zdroj platinových kovů, avšak stranou od jejich těžebního potenciálu představují kumulátové horniny jedno z nejvíce komplikovaných a nejméně pochopených témat magmatické petrologie. Jejich vznik je obecně spojován s frakční krystalizací především mafických magmat, která je řízená separací krystalů od taveniny v jejich okolí. Tato práce shrnuje základní prvky současného poznání o široké škále procesů zodpovědných za jejich formování, a zároveň popisuje typické znaky kumulátových hornin, prostředí jejich výskytu a způsoby klasifikace. Za účelem demonstrovat fungování popsaných procesů jsme provedli sérii vysokoteplotních experimentů, zkoumajících průběh chování dvou různých krystalových suspenzí v časovém rámci dvaceti hodin. Všechny experimenty probíhaly v klasické peci za atmosférického tlaku a teplotách 1350 a 1390 řC, za použití směsí obsahujících 10 a 60 hm. % přírodního olivínu a syntetické bazaltové sklo. První ze suspenzí představující prostředí s nízkou počáteční krystalinitou poskytla možnost pozorovat průběh vzniku kumulátové vrstvy procesem sedimentace, zatímco směs obsahující vysoký podíl olivínových krystalů efektivně zabránila jakémukoli pohybu uvnitř kapsule s...
|
|
| |
|
| |
|
|
Experimentální výzkum kinetiky krystalizace v jednosložkovém systému
Pivovarská, Lucie ; Špillar, Václav (vedoucí práce) ; Jeřábek, Petr (oponent)
Hlavním řídícím procesem v magmatických krbech je zejména krystalizace, která ovlivňuje např. eruptivní chování sopek, a nebo také vznik některých ložisek surovin. Krystalizace je kineticky řízený děj, zahrnující především nukleaci a růst krystalů, o jehož mechanismech i rychlostech je relativně málo známo. V této práci byla provedena pilotní sada patnácti kinetických krystalizačních experimentů v jednosložkovém systému, které vznikly tavením a krystalizací diopsidového skla v peci za atmosférického tlaku v rozsahu podchlazení 41 - 450 řC pod teplotu liquidu. Získané experimentální produkty umožnily kvantitativní výpočet rychlostí nukleace diopsidu (18,7 mm-3 s-1 za podchlazení 491 řC) a kvalitativní odhad rychlosti růstu diopsidu (maximálně 8,88 × 10-4 cms-1 při podchlazení 240 řC). Pozorování krystalizačních produktů dále ukazují na růst s krystalograficky omezenou morfologií zrn v celém rozmezí studovaných podchlazení s absencí dendritického růstu. Při vysokých podchlazeních byla pozorována heterogenní nukleace, jejíž roli ale nelze vyloučit v širším rozmezí podmínek. Experimenty zároveň v širokém rozsahu studovaných podmínek vylučují velikostně závislý růst a ukazují na rychlost růstu řízenou v jednosložkovém systému pouze vnějšími intenzivními proměnnými.
|
host ::
RSS.